题目内容
【题目】如图甲所示,带斜面的足够长木板P,质量M=3kg,静止在水平地面上,其右侧靠竖直墙壁,倾斜面BC与水平面AB的夹角、两者平滑对接.t=0时,质量m=1kg、可视为质点的滑块Q从顶点C由静止开始下滑,图乙所示为Q在0~6s内的速率
随时间t变化的部分图线.已知P与Q间的动摩擦因数是P与地面间的动摩擦因数的5倍,sin370=0.6,cos370=0.8,g取10m/s2。求:
① P与Q间的动摩擦因数;
② 滑块Q与木板水平面AB之间因摩擦而产生的热量.
【答案】(1)0.03 (2)43.2J
【解析】(1)0~2s内,P因墙壁存在而不动,Q沿着BC下滑,2s末的速度为v1=9.6m/s,设P、Q间动摩擦因数为μ1,P与地面间的动摩擦因数为μ2;
对Q,由图像有
由牛顿第二定律有:
解得:
(2)由题得:
2s后,Q做匀减速直线运动,对Q: 解得
P做匀加速直线运动,对P: 解得:
P、Q共速时: 解得:
即在t=8s时,P、Q的速度大小相同:
2s~8s内,Q的位移
P的位移:
由于μ1>μ2,故8s后P、Q一起减速,不再发生相对滑动
故滑块Q与木板水平面AB之间因摩擦而产生的热量
综上所述本题答案是:(1)0.03 (2)43.2J
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